水下爆炸载荷作用下环肋加筋圆柱壳结构的弹塑性动力屈曲*
2012-12-12袁建红张振华
爆炸与冲击 2012年6期
关键词:结构
袁建红,朱 锡,张振华
(海军工程大学船舶与动力学院,湖北 武汉430033)
舰船结构受到水下爆炸载荷作用时会产生严重的瞬态突加载荷的作用,在动压力的作用下,不仅板架中的板和骨架可能发生局部塑性变形,而且在载荷足够大时,板和骨架等结构可能产生失稳。以往,在确定船体结构(梁、板以及板架)的临界失稳载荷时,都是按照静力屈曲理论来处理。实际上,船体结构在冲击载荷作用下会呈现比静态高很多的屈曲波数,临界屈曲载荷也高于静态屈曲载荷,应变率效应及载荷的历史对屈曲有重要影响。采用适合水下爆炸的动力屈曲理论来确定船体结构动承载能力将更加合理准确。
潜艇受水下爆炸动力屈曲可简化为两端固定有限长圆柱壳受径向冲击的塑性动屈曲问题[1]。鉴于它的军事敏感性,公开报道的有关文献很有限。W.S.Strickland等[2]报道过圆柱壳屈曲的系列实验结果,永井保[3]则进行了系列水下爆炸试验。S.W.Kirkpatrick等[4]采用数值方法讨论了圆柱壳结构的不对称屈曲问题。通常人们研究简化了的情形,如结构的响应是纯塑性或纯弹性的,外载荷通常被简化为初速度并沿周向均布。实际中存在很多不对称屈曲问题,许多壳体处于中等厚度范围,它们通常呈现出弹塑性动力屈曲,应变率反号也需考虑。由于理论上的难度,处理这类问题只能借助于数值分析。随着有限元软件的逐渐成熟,用数值分析方法对复杂结构的屈曲问题分析已成为可能。……
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